前列腺癌是男性生殖系统常见的非皮肤癌。在欧美等国家,前列腺癌的致死率在非皮肤癌中排行第二位。近年来,国内前列腺癌的发病率也呈现出上升的趋势。目前,经直肠超声图像(Transrectal Ultrasonography,TRUS)引导下的穿刺活检因其实时性,低成本,操作简单和成像无辐射等性能已成为检查诊断前列腺癌的金标准。但由于TRUS图像分辨率低以及对早期前列腺癌的特异性较差等原因,一般无法直接对病灶区域穿刺,属于“盲穿方法”,导致穿刺检测结果的假阴性率高达30%,同时也大大提高了需要重复活检的可能性,给患者带来巨大的痛苦。而核磁多参数成像对前列腺癌诊断具有良好的特异性和敏感度,被认为是目前最有效的前列腺癌影像诊断方法。但是磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)设备价格昂贵,高磁场成像耗时较长,操作复杂,不适合作为术中引导的影像模式。因此,本文提出研制基于MRI-TRUS多模态图像融合的前列腺靶向穿刺系统,致力于提高靶向穿刺精度,提高前列腺癌的检出率。本研究利用高精度电磁定位器实时跟踪超声探头和穿刺针,并联合MR图像的诊断优势和TRUS图像的实时引导优势,构建一个实时、稳定的前列腺靶向穿刺系统。具体实现步骤如下:首先,在同步图像和定位信息的前提下,使用3N-wire校准体模及其改进模型分别实现二维(2D)探头校准和三维(3D)探头校准;其次,采用手动刚体配准方法实现三维经直肠超声图像与核磁图像配准;然后,通过2D和3D探头校准结果,将术前3D超声图像和术中2D超声图像配准;最后,结合穿刺针标定结果,实现实时二维超声和术前MR图像融合引导下的前列腺靶向穿刺。在对两个商用前列腺体模的12次穿刺测试中,系统穿刺点全部在大小约为0.5 cm3的穿刺目标区域内,且实际穿刺位置与目标穿刺位置之间的平均定位误差为2.89 mm。实验结果表明,该系统具有较高的穿刺精度,同时降低了操作的复杂度,有望在临床中应用。